พลเดช ปิ่นประทีป เกิดเมื่อวันที่ 2 มิถุนายน พ.ศ. 2498 เป็นบุตรของนายเสงี่ยม กับนางกาญจนา ปิ่นประทีป[2] สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีวิทยาศาสตรบัณฑิต ระดับปริญญาโท แพทยศาสตร จากมหาวิทยาลัยมหิดล และวุฒิบัตรด้านเวชศาสตร์ แพทยสภา

พลเดช ปิ่นประทีป สมรสกับนางวณี ปิ่นประทีป (สกุลเดิม สุขอารมณ์) มีบุตรทั้งหมด 3 คน คือ พิชญา ปิ่นประทีป, วศิน ปิ่นประทีป, สวรรยา ปิ่นประทีป